西门子模块6ES7211-0AA23-0XB0技术参数
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plc的梯形图与传统的电气原理图非常相似，信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的；它们的不同之处主要表现在：（1）控制逻辑——继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器机械触点的串联或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，灵活性和扩展性很差。而plc采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，灵活性和扩展性都很好。（2）工作方式——继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态，属于并行工作方式。而plc的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算得出的，所以属于串行工作方式。（3）可靠性和可维护性——继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多，可靠性和可维护性差。而plc采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，plc还配有自检和监督功能，可靠性和可维护性好。（4）控制速度——继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，且机械触点还会出现抖动问题。而plc是由程序指令控制半导体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，且不会出现抖动。（5）定时控制——继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。时间继电器存在定时精度不高，定时范围窄，且易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。plc使用半导体集成电路做定时器时基脉冲由晶振产生，精度相当高，且定时时间不受环境的影响，定时范围广，调整时间方便。（6）设计和施工——使用继电器控制逻辑完成一项工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长、而且修改困难。而用plc完成一项控制工程，在系统设计完成后，现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行，周期短，且调试和修改都很方便
plc的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时钟周期执行一条指令。对用户程序的执行一般有循环扫描和定时扫描两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，如图1所示。（1）输入采样阶段。plc在输入采样阶段以扫描方式顺序读人所有输入端子的状态，存人输人寄存器，接着转入程序执行阶段。（2）程序执行阶段。plc在程序执行阶段中顺序对每条指令进行扫描。先从输人寄存器读人所有输入端子的状态。图plc程序执行过程（3）输出刷新阶段。所有指令执行完毕后，将输出寄存器中所有的输出状态送到输出电路，成为plc的实际输出。plc执行完上述的三个阶段称为一个扫描周期。
plc的核心部件是cpu和存储器：（1）中央处理单元（cpu）中央处理单元（cpu）是plc的控制中枢。它按照plc系统程序赋予的功能，接受并存储从编程器键入的用户程序和数据，检查电源、存储器、i/o以及警戒定时器的状态，并能检查用户程序的语法错误。当plc投入运行时，首先它以扫描的方式接受现场各输入装置的状态和数据，并分别存入i/o映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算术运算等任务。并将逻辑或算术运算等结果送入i/o映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕以后，最后将i/o映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行为止。（2）存储器与微型计算机一样，除了硬件以外，还必须有软件。才能构成一台完整的plc。plc的软件分为两部分:系统软件和应用软件。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。plc存储空间的分配：虽然大、中、小型plc的cpu的最大可寻址存储空间各不相同，但是根据plc的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区，系统ram存储区（包括i/o映象区和系统软设备等）和用户程序存储区
大型化plc发展方向主要有以下几个方面：①功能不断加强：不仅具有逻辑运算、计数、定时等基本功能，还具有数值运算、模拟调节、监控、记录、显示、与计算机接口、通信等功能。网络功能是plc发展的一个重要特征。各种个人计算机，图形工作站、小型机等都可以作为plc的监控主机或工作站，这些装置的结合能够提供屏幕显示、数据采集、记录保持、回路面板显示等功能。大量的plc联网及不同厂家生产的plc兼容性增加，使得分散控制或集中管理都能轻易地实现。②应用范围不断扩大：不仅能进行一般的逻辑控制，种类齐全的接口模块还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。用于过程控制的plc往往对存储器容量及速度要求较高，为此，开发了高速模拟量输入模块，专用独立的pid控制器，多路转换器等，使得数字技术和模拟量技术在可编程序控制器中得到统一。采用软件、硬件相结合的方法，使得编程和接线都比过去用常规仪表控制要方便得多。③性能不断提高：采用高性能微处理器，提高处理速度，加快plc的响应时间；为了扩大存储容量，许多公司已使用了磁泡存储器或硬盘；采用多处理器技术，以提高性能；采用冗余热备用系统或三选二表决系统，以提高系统可靠性。为了进一步简化在专用控制领域的系统设计及编程，专用智能输入输出模块越来越多，如专用智能pid控制器、智能模拟量i/o模块、智能位置控制模块、语言处理模块、专用数控模块、智能通讯模块、计算模块等，这些模块的一个特点就是本身具有cpu，能独立工作，它们与plc主机并行操作，无论在速度、精度、适应性、可靠性各方面都对plc进行了的补充。它们与plc紧密结合，有助于克服plc扫描工作方式的局限，完成plc本身无法完成的许多功能。④编程软件的多样化和高级化、标准化：采用多种编程语言，有面向顺序控制的步进顺序语言和面向过程控制系统的流程图语言，后者是一种面向功能块的语言，能够表示过程中动态变量与信号的相互联结；还有与计算机兼容的高级语言，如basic、c及汇编语言；另外还有专用的高级语言，例如三菱的melsap采用编译的方法将语句变为梯形图程序；也有采用布尔逻辑语言的，cpu能直接执行and、or、xor、not操作，这种语言执行速度很快，但不很直观。plc也将具有数据库，并可实现整个网络的数据库共享，还将不断发展自适应控制和专家系统。⑤构成形式的分散化和集散化：plc与i/o口分散，分散的每个i/o口输入输出点数可以少到十几个点，分散的单元可以是几十个或上百个，通信和网络功能逐步增强。作为cims、cips的分支不断发展，plc本身也可分散，分散的plc与上位机结合构成集散系统，分散地进行控制，这就便于构成多层分布式控制，以实现整个工厂或企业的自动化控制和管理。不同机型的plc之间、plc与计算机之间可方便地联网，实现资源共享，加上功能强大的网络监控软件，就构成大型plc控制网络系统
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